Question

19．某同學(xué)做了如圖所示實(shí)驗(yàn)：

	第一次	第二次
加入稀硫酸的質(zhì)量	mg	mg
滴加氫氧化鈉溶液的質(zhì)量	60g	100g
滴加硫酸銅溶液的質(zhì)量	40g	40g
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	無明顯現(xiàn)象	產(chǎn)生藍(lán)色沉淀

已知第二次實(shí)驗(yàn)中加入的物質(zhì)均耗盡，且加入的三種溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為10%．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）寫出第二次實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O，CuSO₄+2NaOH═Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓；
（2）第一次實(shí)驗(yàn)后溶液中溶質(zhì)的組成是H₂SO₄、CuSO₄、Na₂SO₄；
（3）根據(jù)已知條件求解第二次實(shí)驗(yàn)中生成沉淀的質(zhì)量（x）的比例式$\frac{160}{40g×10%}$=$\frac{98}{x}$；
（4）實(shí)驗(yàn)中每次加入稀硫酸的質(zhì)量（m）為98g；
（5）若將第二次反應(yīng)后的固液混合物蒸發(fā)掉135.55g水后，再過濾，則所得濾液（不飽和溶液）中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.75%；
（6）若用98%的濃硫酸配制上述實(shí)驗(yàn)所需的稀硫酸，則需要濃硫酸和加入水的質(zhì)量比為5：44．

Answer 1

分析 已知第二次實(shí)驗(yàn)中加入的物質(zhì)均耗盡，并且生成藍(lán)色沉淀氫氧化銅，說明氫氧化鈉和稀硫酸、硫酸銅恰好完全反應(yīng)；
根據(jù)第二次實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)可以計(jì)算稀硫酸的質(zhì)量，進(jìn)一步可以判斷第一次實(shí)驗(yàn)后溶液中溶質(zhì)的組成、第二次實(shí)驗(yàn)中生成沉淀的質(zhì)量（x）的比例式、所得濾液（不飽和溶液）中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
溶液稀釋前后，溶質(zhì)質(zhì)量不變．

解答 解：（1）第二次實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)有：氫氧化鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水，氫氧化鈉和硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O，CuSO₄+2NaOH═Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓．
故填：2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O，CuSO₄+2NaOH═Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓．
（2）設(shè)第二次實(shí)驗(yàn)中，和硫酸銅反應(yīng)的氫氧化鈉的質(zhì)量為y，生成硫酸鈉的質(zhì)量為z，生成氫氧化銅的質(zhì)量為x，
CuSO₄+2NaOH═Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓，
 160    80    142     98
40g×10% y     z       x
$\frac{160}{40g×10%}$=$\frac{80}{y}$=$\frac{142}{z}$=$\frac{98}{x}$，
x=2.45g，y=2g，z=3.55g，
設(shè)和氫氧化鈉反應(yīng)的硫酸質(zhì)量為n，生成硫酸鈉的質(zhì)量為s，
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O，
 80    98     142
 8g    n       s
$\frac{80}{8g}$=$\frac{98}{n}$=$\frac{142}{s}$，
n=9.8g，s=14.2g，
則實(shí)驗(yàn)中每次加入稀硫酸的質(zhì)量為：9.8g÷10%=98g，
設(shè)與60g氫氧化鈉溶液反應(yīng)的硫酸質(zhì)量為q，
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O，
 80     98
60g×10% q
$\frac{80}{60g×10%}$=$\frac{98}{q}$，
q=7.35g，
由計(jì)算可知，第一次實(shí)驗(yàn)過程中，硫酸過量，因此第一次實(shí)驗(yàn)后溶液中溶質(zhì)的組成是H₂SO₄、CuSO₄、Na₂SO₄．
故填：H₂SO₄、CuSO₄、Na₂SO₄．
（3）由（2）中可知，求解第二次實(shí)驗(yàn)中生成沉淀的質(zhì)量（x）的比例式為：$\frac{160}{40g×10%}$=$\frac{98}{x}$，
故填：$\frac{160}{40g×10%}$=$\frac{98}{x}$．
（4）由（2）中計(jì)算可知，實(shí)驗(yàn)中每次加入稀硫酸的質(zhì)量（m）為98g．
故填：98g．
（5）所得濾液質(zhì)量為：98g+100g+40g-2.45g-135.55g=100g，
則所得濾液（不飽和溶液）中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{3.55g+14.2g}{100g}$×100%=17.75%，
故填：17.75%．
（6）設(shè)需要濃硫酸和加入水的質(zhì)量比為X：Y，
根據(jù)題意有：$\frac{X×98%}{X+Y}$×100%=10%，
X：Y=5：44，
故填：5：44．

點(diǎn)評(píng) 第二次實(shí)驗(yàn)中加入的物質(zhì)均耗盡，說明氫氧化鈉和稀硫酸、硫酸銅恰好完全反應(yīng)，再根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算各種物質(zhì)的質(zhì)量，從而進(jìn)一步計(jì)算其它方面的問題．